石灰石或碳酸钙中钙的测定

《石灰石或碳酸钙中钙的测定》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、实验目的学习用均匀沉淀法制备大颗粒晶形沉淀；了解重量分析法对沉淀的要求；学习重量分析法的部分操作，要求掌握： (1)试样的溶解；  (2)漏斗的准备（洗涤漏斗、滤纸贴紧漏斗、做水柱）；  (3)沉淀（控制沉淀条件、检查沉淀完全与否）；  (4)沉淀的过滤、洗涤；学习用氧化还原间接法测定钙含量。实验原理石灰石的主要成份是碳酸钙，含氧化钙约40~50%，较好的石灰石含CaO约45~53%。此外还有SiO2、Fe2O3、Al2O3及MgO等杂质。测定石灰石中钙的含量时将样品溶于盐酸，加入草酸铵溶液，在中性或碱性介质中生成难溶的草酸钙沉淀(CaC2

2、O4·H2O)，将所得沉淀过滤、洗净，用硫酸溶解，用标准高锰酸钾溶液滴定生成的草酸，通过钙与草酸的定量关系，间接求出钙的含量。Ca2++C2O42-=CaC2O4¯CaC2O4+H2SO4=CaSO4+H2C2O45H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2+8H2O　　CaC2O4沉淀颗粒细小，易沾污，难于过滤。为了得到纯净而粗大的结晶，通常在含Ca2+的酸性溶液中加入饱和(NH4)2C2O4，由于C2O42-浓度很低，而不能生成沉淀，此时向溶液中滴加氨水，溶液中C2O42-浓度慢慢增大，可以获得颗粒比较粗大的CaC2O

3、4沉淀。沉淀完毕后，pH应在3.5~4.5，这样可避免其他难溶钙盐析出，又不使CaC2O4溶解度太大。1）晶形沉淀的沉淀条件    a．沉淀作用应当在适当稀的溶液中进行    这样，在沉淀过程中，溶液的相对过饱和度不大，均相成核作用不显著，容易得到大颗粒的晶形沉淀。同时，由于溶液稀，杂质的浓度减小，共沉淀现象也相应减少，有利于得到纯净的沉淀。但是，对于溶解度较大的沉淀，溶液不宜过分稀释。    b．应在不断的搅拌下，缓慢地加入沉淀剂4    通常，当沉淀剂加入到试液中时，由于来不及扩散，所以在两种溶液混合的地方，沉淀剂的浓度比溶液中其他地方

4、的浓度高。这种现象称为“局部过浓”。局部过浓使部分溶液的相对过饱和度变大，导致均相成核，易获得颗粒较小、纯度差的沉淀。在不断地搅拌下，缓慢地加入沉淀剂，可以减小局部过浓。    c．沉淀作用应当在热溶液中进行    一方面可增大沉淀的溶解度，降低溶液的相对过饱和度，以便获得大的晶粒;另一方面又能减少杂质的吸附量。此外，升高溶液的温度，可以增加构晶离子的扩散速度，从而加快晶体的成长。但是，对于溶解度较大的沉淀，在热溶液中析出沉淀，宜冷却至室温后再过滤，以减小沉淀溶解的损失。    d．陈化    沉淀完全后，让初生成的沉淀与母液一起放置一段时

5、间，这个过程称为“陈化”。因为在同样条件下，小晶粒的溶解度比大晶粒的大。在同一溶液中，对大晶粒为饱和溶液时，对小颗粒则为未饱和，因此，小晶粒就要溶解。这样，溶液中的构晶离子就在大晶粒上沉积，沉积到一定程度后，溶液对大晶粒为饱和溶液时，对小晶粒又为未饱和，又要溶解。如此反复进行，小晶粒逐渐消失，大晶粒不断长大。陈化作用过程如左图表示。    在陈化过程中，还可以使不完整的晶粒转化为较完整的晶粒，亚稳态的沉淀转化为稳定态的沉淀。根据具体情况，采取加热和搅拌的方法来缩短陈化时间。右上图说明BaSO4沉淀的陈化效果。陈化作用也能使沉淀变得更加纯净。

6、这是因为晶粒变大后，比表面减小，吸附杂质量少；同时，由于小晶粒溶解，原来吸附、吸留或包夹的杂质，亦将重新进入溶液中，因而提高了沉淀的纯度。但是，陈化作用对伴随有混晶共沉淀的沉淀，不一定能提高纯度；对伴随有继沉淀的沉淀，不仅不能提高纯度，有时反而会降低纯度。在一般的沉淀方法中，沉淀剂是在不断搅拌下缓慢地加入，但沉淀剂的局部过浓现象仍很难避免。为此，可采用均匀沉淀法。在这种方法中，加入到溶液中的试剂是通过化学反应过程，逐步地、均匀地在溶液内部产生出来(构晶阳离子或阴离子)，使沉淀在整个溶液中缓慢地、均匀地析出，避免局部过浓现象。4    例如，

7、用均匀沉淀法沉淀Ca2+时，在含有Ca2+的酸性溶液中加入H2C2O4，由于酸效应的影响，此时不能析出CaC2O4沉淀。向溶液中加入尿素，加热至363K左右时，尿素发生水解:CO(NH2)2+H2O＝CO2↑+2NH3    水解产生的NH3均匀地分布在溶液的各个部分。随着NH3的不断产生，溶液的酸度渐渐降低，C2O42-的浓度渐渐增大，最后均匀而缓慢地析出CaC2O4沉淀。在沉淀过程中，溶液的相对过饱和度始终是比较小的，所以得到的是粗大晶粒的CaC2O4沉淀。    用均匀沉淀法得到的沉淀，颗粒较大，表面吸附杂质少，易滤，易洗。用均匀沉淀

8、法，甚至可以得到结晶形的Fe2O3·nH2O，Al2O3·nH2O等水合氧化物沉淀。但应该指出，用均匀沉淀法仍不能避免后沉淀和混晶共沉淀现象。1)在均匀沉淀法中，加入到溶液中的试